聚乙烯亚胺/DNA/改性牛血清白蛋白三元复合物基因载体的性能研究

摘要

基因治疗作为一种能治疗遗传疾病、恶性肿瘤、病毒感染以及神经性疾病的潜在治疗方法得到了广泛的研究。安全且高效基因载体系统是实现基因治疗的关键之一，也是目前基因治疗领域的研究热点。相比传统的病毒性基因载体，非病毒性基因载体有着相对较高的生物相容性和较低的免疫原性，并且易于改性和大规模生产。聚乙烯亚胺（PEI）作为一种应用最广泛的阳离子聚合物基因载体，受到了广泛的关注，也是非病毒性基因载体的金标准之一。但是其较高的细胞毒性也限制了其在基因治疗领域的进一步发展。PEI的细胞毒性主要来自于其与DNA形成复合物表面过剩的正电荷与细胞的的相互作用。为了减少PEI复合物的毒性，研究者们采用了多种手段来屏蔽其过剩的正电荷，但或多或少也降低了复合物与细胞的相互作用，从而降低了PEI复合物的转染效率。
　　因此，本论文采用了一种在内涵体中可电荷反转的改性牛血清白蛋白（mBSA）来制备 PEI/DNA/mBSA三元复合物，这种复合物有着良好的生物相容性以及比PEI/DNA二元复合物更高的转染效率。本文首先制备了等电点为5.8的牛血清白蛋白，并采用基质辅助激光解吸-飞行时间质谱（MALDI-TOF）表征其相对分子量。在中性条件下将mBSA与PEI/DNA二元复合物通过静电作用复合形成PEI/DNA/mBSA三元复合物。动态光散射和透射电子显微镜证明了三元复合物在pH5.5的环境中发生解离，mBSA通过电荷反转从复合物上脱落。琼脂糖凝胶电泳实验结果证明mBSA的引入不影响PEI对DNA的负载。MTT实验表明mBSA具有良好的生物相容性，并且能显著提高PEI/DNA复合物的生物相容性。在HepG2和293T细胞上的转染结果表明，PEI/DNA/mBSA三元复合物的转染效率要大于PEI/DNA二元复合物，并且PEI/DNA/mBSA三元复合物有一定的抵抗血清的能力。采用流式细胞仪表征细胞对复合物的内吞，证明了细胞对三元复合物的摄取要略小于二元复合物；但激光共聚焦显微镜证明, PEI/DNA/mBSA三元复合物的内涵体逃逸效率远高于PEI/DNA二元复合物。综上所述，PEI/DNA/mBSA三元复合物比PEI/DNA二元复合物有更好的生物相容性以及更高的转染效率。

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第一章 前言

第二章 文献综述

2.1基因治疗

2.2非病毒性基因载体概述

2.3基因传递过程中的障碍

2.4三元/多元复合物在基因载体中的应用

2.5研究思路和主要内容

第三章 电荷可反转的三元复合物的制备与表征

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4本章结论

第四章 三元复合物的细胞生物学效应

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4本章结论

第五章 全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢